專利名稱：集成電路的版圖識別方法
技術領域：
本發明屬于集成電路設計技術，特別是涉及一種集成電路的版圖識別的方法(2)背景技術集成電路的版圖識別與拓撲驗證(Layout recognition and topologyverification of integrated circuit)是集成電路設計中的關鍵技術。為了實現集成電路設計技術的創新，必須對現有的設計技術進行分析和研究，同時，也有必要對現成的集成電路芯片進行分析和識別，所有這些工作的關鍵技術之一是要對集成電路版圖進行識別，從版圖中提取電路原理圖(稱為MASK技術)。關鍵技術之二是提取電路原理圖后，需校驗此類電路圖在原理上是否正確無誤，即，進行進行電路的拓撲驗證(關于驗證技術，本案不詳述，將另案申請專利)。
這類現有技術的相關專利有松下電子工業株式會社(日本大阪)的專利半導體集成電路布圖設計方法(日本專利公開號1102508，申請號94106710.6)。
該現有技術僅涉及互連層上的垂直互連網格線和水平互連網格線的互連布線問題，因此未從根本上涉及集成電路布圖中的識別方法。
(3)發明內容鑒于以上情況，本發明的目的是從根本上解決集成電路布圖中的識別方法問題，提出了一種集成電路的版圖識別方法。
本發明的目的是這樣實現的一種集成電路的版圖識別方法，由計算機軟件系統控制集成電路版圖識別的方法，所述的版圖識別方法包括S1步驟在計算機中放入版圖的原始信息，集成電路版圖的原始信息是版圖的源程序，這是放在軟盤或磁帶中的一系列程序，它所描述的是該塊集成電路版圖的全部情況，這正是所要識別的對象的源程序；S2步驟MASK 1技術，是對上述集成電路版圖的原始信息進行編譯；S3步驟存儲中間結果的磁盤文件1，是存儲上述MASK 1編譯的結果；S4步驟MASK 2技術，接受上述磁盤文件1中存儲的編譯結果的信息，從而繪制出集成電路版圖來，即按原始的制版數據，繪制出彩色版圖以供分析之用；S5步驟MASK 3技術，從上述磁盤文件1中存儲的編譯結果的信息，將版圖源程序經過圖形運算，提取出電路元件及電路互連表；S6步驟存儲中間結果的磁盤文件2，是存儲上述提取出電路元件及電路互連表的信息；S7步驟MASK 4技術，將上述磁盤文件2中存儲的提取出電路元件及電路互連表的信息，輸出一張關于電路原理圖的表格；S8步驟MASK 5技術，將上述磁盤文件2中存儲的提取出電路元件及電路互連表的信息，繪制電路原理圖，輸出一張直觀的電路原理圖。
本發明的效果(1)通用性。該技術不僅適用于特殊類型的集成電路，而是適用于多種類型的集成電路。這表現在兩個方面。首先，MASK技術可用于處理標準NMOS、PMOS和CMOS工藝的集成電路版圖。其算法加以適當改進還可用于處理雙極型的集成電路版圖。其次，由于MASK技術處理的是版圖數據文件，因此它與設計方法無關，處理對象可以是自動設計得到的版圖數據，或是半自動設計得到的版圖數據。對于任意的版圖編輯軟件系統，很容易通過接口程序來轉換成MASK能處理的數據輸入形式。
(2)高效率。集成電路版圖的一個顯著特點是圖形數量多，MASK技術運行中運算量為0(mn2)，其中m為引線孔圖形數，n為其余各種圖形中數量最多的圖形的數目，當圖形數一多，運算時間就變得很長。所以本發明采取了一系列措施(a)采用了先進的排序算法，一般快速排序算法為0(nlogn)運算量，這里根據集成電路版圖特點，提出了一種0(n)運算量的排序算法，其中n為待排序之數目總和；(b)設計了合理的數據結構，用順序表和勾鏈表相結合的方法使運算量由0(mn2)降為0(mn)；(c)采用了分塊處理的算法，MASK技術可按版圖特點由用戶指定把版圖劃分成塊，待各塊分別運算后，程序會自動將電信息連接起來，這樣提高了執行的效率，并減少了內存的使用量。
(3)靈活性。MASK技術在程序運行過程中會產生一個磁盤數據文件，從而使運算操作比較靈活，經對繪制版圖查對無誤時，可繼續運行下去；如果有誤，則可修改制版原文件，也可直接修改中間結果數據文件。MASK技術的分塊處理算法也給用戶帶來了方便，用戶可根據自己需要來選擇某個區域進行分析檢查，因為有時整張版圖中僅有一兩處錯，修改以后在這些小區域中再行復查就可以了。這省卻了很多機時，具有一定的靈活性。
(4)直觀性。MASK技術輸出的總圖帶坐標版圖、電原理圖以及元件互連表，可以互相對照檢查，給用戶帶來很多方便。
(5)易于推廣。MASK技術已經在多種類型的計算機上運行成功。該技術作為一種軟件系統，可以推廣至各種檔級的PC機和工作站硬件上。
(6)雙向性。這是MASK技術的主要優點之一(a)在算法上，MASK技術吸收了正向設計的思想，目前超大規模集成電路都是用分層和積木塊思想來設計的，在版圖上各功能塊的區域是經驗可分的，在程序中采用分塊算法和上述設計思想是一致的；(b)在功能上，MASK技術能兼用于正向設計和逆向剖析，正向設計時，MASK技術就是版圖連接性檢查程序，可檢查版圖所對應的邏輯連接關系是否正確，特別是有無短路、斷路、冗余器件和圖形等錯誤，逆向剖析時，MASK技術可為設計者提供電原理圖，提供識別電路的直觀信息。它們成為雙向系統中正反向共享的資源。
(7)數據結構合理。MASK技術數據結構合理，圖形運算內容豐富，能做“與”(AND)、“與非”(AND NOT)等邏輯運算和“相交”、“包含”以及“內含于”等拓撲分析。因此，可以對MASK技術進行擴展，使之具有版圖設計規則檢查(DRC)的能力，是輕而易舉的。
為進一步說明本發明的上述目的、結構特點和效果，以下將結合附圖對本發明進行詳細的描述。
(4)
圖1.MASK技術的計算機控制系統方法的總框圖2.MASK技術中圖形的邏輯運算圖。
(5)具體實施方式
下面根據附圖對本發明的具體實施方式
作詳細說明。
為清楚理解本發明的實施方式，首先，說明一下從版圖提取電路圖的關鍵技術內容所謂集成電路版圖是集成電路真實電路(物理實體)的描述，真實的集成電路是由特定尺寸的材料構成的，具體說，它是由擴散層，鋁條，多晶，引線孔，硅襯底，離子注入區等一定幾何形狀的物理實體構成的。
所謂電路圖是描述電路工作原理的各種符號組成的連接圖，它是由電阻，電容，晶體管，二極管，變換器，運放等元件和各種互連線按一定規則構成的，這些電路元件組成電路中的支路，節點，網孔，回路等幾何連接。
上述版圖和電路圖這兩種圖關鍵在于，其各部位之間有其一一的對應關系，我們可以稱之為映射關系，也就是，真實集成電路版圖上的一個物理實體，必定對應電路原理圖上的一個符號(如電阻符號，電容符號，節點符號，支路符號等)。
所謂編譯或處理，本質上就是把上述對應關系一一確認下來。從版圖原始信息中的每一個要素，可以確認出電路原理圖中的相應信息中的每一個要素，于是，就可以從版圖提取電路圖。
下面，參照圖1詳細說明集成電路版圖識別——電路提取技術(以下稱為MASK技術)，圖1是MASK技術的計算機軟件控制系統的方法總框圖。為陳述方便，在此，把這一部分的內容分為“MASK技術組成部分”和“MASK工作流程”兩方面來說明。
MASK技術組成部分S1步驟在計算機中放入版圖的原始信息，集成電路版圖的原始信息是版圖的源程序，這是放在軟盤或磁帶中的一系列程序，它所描述的是這塊集成電路版圖的全部情況，這正是所要識別的對象的源程序；S2步驟MASK 1技術，是對上述集成電路版圖的原始信息進行編譯，把編譯結果送入S3；S3步驟存儲中間結果的磁盤文件1，是存儲上述編譯的結果，該編譯結果輸出至S4和S5；S4步驟MASK 2技術，接受上述磁盤文件1中存儲的編譯結果的信息，從而繪制出集成電路版圖來，即按原始的制版數據，繪制出彩色版圖以供分析之用；S5步驟MASK 3技術，從上述磁盤文件1中存儲的編譯結果的信息，將版圖源程序經過圖形運算，提取出電路元件及電路互連表；S6步驟存儲中間結果的磁盤文件2，是存儲上述提取出電路元件及電路互連表的信息，該信息輸出到S7和S8；S7步驟MASK 4技術，將上述磁盤文件2中存儲的提取出電路元件及電路互連表的信息，輸出一張關于電路原理圖的表格；S8步驟MASK 5，將上述磁盤文件2中存儲的提取出電路元件及電路互連表的信息，繪制電路原理圖，輸出一張直觀的電路原理圖。
從S1到達S8，是從版圖信息一步步地達到了電路圖信息，即，達到了本發明版圖識別的目的。
MASK工作流程(即圖1中的MASK 1至MASK 5)(1)圖1中MASK 1是集成電路版圖原始信息編譯技術，MASK 1可以讓用戶輸入特定格式的集成電路制版源程序，也可以采用有關廠商要求的、集成電路制版軟件規定的數據格式；(2)MASK 2是繪制集成電路版圖的技術，可按原制版數據來繪制彩色版圖以供分析之用；(3)MASK 3是電路元件及電路互連表提取技術，版圖的原始信息經過編譯后輸入磁盤文件1，即可用MASK 3對上述磁盤文件1中形成的中間結果進行處理，就此通過圖形的邏輯運算，得到電路元件表以及電路元件的互連信息。
(4)MASK 4是電路元件及網表格式輸出技術，該軟件控制系統輸出為一張表格，其信息包括晶體管編號，管子各極在電路中的節點號，各管子的寬長比，各晶體管在版圖上的物理地址，有了這張表，設計人員就可以方便地確定芯片版圖的電路原理圖；(5)MASK 5技術是計算機自動繪制電路原理圖的技術，該軟件控制系統可以根據提取出的電路元件網表，按照其互連規律，合理排列出各子電路，再根據節點號把各個電路元件連接起來，以供分析之用，從而使設計者直觀地讀出電路的結構。
下面用MASK技術的計算機軟件控制系統來實現集成電路的版圖——電路提取的一個實施例子。
MASK的輸入是從集成電路芯片上得到的關于版圖結構的信息，它可以來自現成集成電路芯片的制版數據文件。MASK 1主要功能是對用戶提供的輸入文件進行編譯，以直接形成新的中間結果磁盤文件。MASK 2的彩色版圖分為黑色、紅色、藍色、綠色四種，黑色代表擴散層，紅色代表鋁條，藍色代表多晶，綠色的小方塊代表引線孔。同時，在多晶的圖形上，特地標上坐標，這樣做有兩個作用一是便于在集成電路作正式識別分析之前進行初步檢查；二是為了提供下一步按物理地址查對元件和節點的位置之用。MASK 3作為提取電路元件和電路元件互連表的子系統，需要借助于邏輯運算來得到電路元件表和電路元件的互連信息。
參見圖2為MASK技術中圖形的邏輯運算示意圖，如2a中的圖示為A，圖2b中的圖示為B，則2c中的圖示為A和B“與”的結果(即A·AND·B的結果)，而圖2d中的圖示為A·AND NOT·B“與非”的結果。對于N溝硅柵MOS工藝，版圖中的耗盡型晶體管TD、對接孔GC、增強型晶體管TE分別為TD＝Gp·AND·GD·AND·GiGC＝Gp·AND·GD·AND·GrTE＝Gp·AND·GD·AND NOT·TD·AND NOT·Gc其中Gp為多晶圖；GD為擴散圖；Gi為耗盡型離子注入圖；Gr為引線孔圖。
在此基礎上，由MASK 4子系統輸出的表格，其信息包括有關晶體管的編號；晶體管各極在電路中的節點號；各有關晶體管的寬長比；各有關晶體管在版圖上的物理地址，顯然，由此即可識別出與版圖相應的電路原理圖。本發明的MASK5為自動繪制電路圖的子系統，它的功能是把網表轉換成電路原理圖，以顯示出被識別的集成電路版圖所對應的電路結構的直觀性。
本技術領域中的普通技術人員應當認識到，以上的實施例僅是用來說明本發明，而并非用作為對本發明的限定，只要在本發明的實質精神范圍內，對以上所述實施例的變化、變型都將落在本發明權利要求書的范圍內。
權利要求
1.一種集成電路的版圖識別方法，由計算機軟件系統控制集成電路版圖識別的方法，其特征在于所述的版圖識別方法包括S1步驟在計算機中放入版圖的原始信息，集成電路版圖的原始信息是版圖的源程序，這是放在軟盤或磁帶中的一系列程序，它所描述的是該塊集成電路版圖的全部情況，這正是所要識別的對象的源程序；S2步驟MASK 1技術，是對上述集成電路版圖的原始信息進行編譯；S3步驟存儲中間結果的磁盤文件1，是存儲上述MASK 1編譯的結果；S4步驟MASK 2技術，接受上述磁盤文件1中存儲的編譯結果的信息，從而繪制出集成電路版圖來，即按原始的制版數據，繪制出彩色版圖以供分析之用；S5步驟MASK 3技術，從上述磁盤文件1中存儲的編譯結果的信息，將版圖源程序經過圖形運算，提取出電路元件及電路互連表；S6步驟存儲中間結果的磁盤文件2，是存儲上述提取出電路元件及電路互連表的信息；S7步驟MASK 4技術，將上述磁盤文件2中存儲的提取出電路元件及電路互連表的信息，輸出一張關于電路原理圖的表格；S8步驟MASK 5技術，將上述磁盤文件2中存儲的提取出電路元件及電路互連表的信息，繪制電路原理圖，輸出一張直觀的電路原理圖。
2.如權利要求1所述的集成電路的版圖識別方法，其特征在于所述的MASK1技術是用戶輸入特定格式的集成電路制版源程序，或是采用有關廠商要求的、集成電路制版軟件規定的數據格式。
3.如權利要求1所述的集成電路的版圖識別方法，其特征在于所述的MASK 3技術中的圖形運算是邏輯運算。
4.如權利要求1所述的集成電路的版圖識別方法，其特征在于所述的MASK 4技術輸出關于電路原理圖的表格，其信息包括晶體管編號，管子各極在電路中的節點號，各管子的寬長比，各晶體管在版圖上的物理地址，該表格，能方便地確定芯片版圖的電路原理圖。
5.如權利要求1所述的集成電路的版圖識別方法，其特征在于所述的MASK 5技術根據所述的提取出的電路原理圖的表格，按照其互連規律，合理排列出各子電路，再根據節點號把各個電路元件連接起來，以供分析之用，從而能直觀地讀出電路的結構。
全文摘要
本發明涉及一種集成電路的版圖識別方法，運用計算機軟件控制的方法加以實現。包括在計算機中放入版圖的原始信息，對原始信息進行編譯；磁盤文件1存儲編譯的結果；接受磁盤文件1中存儲的編譯結果的信息，繪制出彩色版圖；從磁盤文件1中存儲的編譯結果的信息，提取出電路元件及電路互連表；磁盤文件2存儲提取出的電路元件及電路互連表的信息；將磁盤文件2中存儲的提取出電路元件及電路互連表的信息，輸出電路原理圖的表格；將上述磁盤文件2中存儲的提取出電路元件及電路互連表的信息，繪制電路原理圖，輸出直觀的電路原理圖。本發明通用性強，易直觀，數據結構合理，有較強的實用性，使用簡便，所以易于推廣使用。
文檔編號G06F9/45GK1521622SQ0311524
公開日2004年8月18日 申請日期2003年1月29日 優先權日2003年1月29日
發明者林爭輝, 林濤, 戎蒙恬, 陳艷, 王海雄 申請人:上海芯華微電子有限公司, 上海交通大學, 同濟大學